Информация о Euro Tier и Stage

О Euro.

В начале 90-х годов прошлого века правительства европейских стран начали разрабатывать систему мер по улучшению экологической безопасности. Производителей автомобилей и автомобильных двигателей обязали поэтапно совершенствовать свою продукцию с целью уменьшения вредных выбросов с выхлопными газами. Установлены требования к максимальным выбросов двигателей внутреннего сгорания получили название «Евро» и в зависимости от степени жесткости требований, носят название «Евро-1», «Евро-2», «Евро-3», «Евро-4», «Евро -5 ». «Евро-6».

Экологические нормы токсичности отработанных газов (ВГ) двигателей транспортных средств «Евро» является системой, которая контролирует уровень токсичности отработавших газов автомобильных двигателей и устанавливает нормы токсичности, которым должны отвечать автомобили и другая техника в странах ЕС. Стандарты «Евро» были впервые введены Европейской экономической комиссией (ЕЭК) ООН в 1993г. Нормы токсичности «Евро-1» установили предельное содержание выбросов оксидов углерода и суммарных выбросов несгоревших углеводородов и окислов азота, а для дизельных двигателей — сажи. Производителей автомобилей обязали предоставлять гарантию соблюдения экологических параметров в течение пробега автомобилем 80 тыс. км. С целью приведения показателей к норме на старых автомобилях стали устанавливать каталитические нейтрализаторы в процессе эксплуатации, а из транспортных средств, не оборудованных такими устройствами, стягивали высокие налоги. Введение нормы «Евро-2», согласно которым требования по выбросам в атмосферу были увеличены в среднем в 1,5 раза, заставило производителей перейти на бензиновые двигатели с системами впрыска топлива и каталитическими нейтрализаторами. Требованиям «Евро-2» не соответствуют автомобили, оборудованные карбюраторными двигателями, а также инжекторными без катализатора. Положение «Евро-2» регламентируют не только токсичность газов, выбрасываемых после сгорания топлива, но и состав воздушной среды вокруг автомобиля. Для этого предусмотрена соответствующая система улавливания паров бензина.    По нормам «Евро-3», которые, в отличие от норм «Евро-2», отдельно установили экологические параметры холодного запуска, проверку выхлопа начинают проводить с температурой -7 ° С (до этого проверку ВГ проводили по прогретого двигателя). Введение этой нормы потребовало изменения расположения катализатора: для того чтобы он быстро достиг нужной рабочей температуры, его монтируют как можно ближе к двигателю. Также, начиная с норм «Евро-3», автомобили должны быть оборудованы бортовыми диагностическими системами для контроля токсичности ВГ: водитель должен быть уведомлен в случае неисправности или ухудшение работы системы контроля токсичности ОГ, что может вызвать повышение токсичности ВГ сверх допустимого предела. Для соблюдения норм токсичности, которые сегодня действуют в Европе («Евро-5»), была усовершенствована система подачи топлива (непосредственный впрыск, изменение давления впрыска), что позволило двигателю эффективнее сжигать рабочую смесь. Установка катализаторов, уловителей твердых частиц отработанного топлива позволило эффективно доокислюваты полностью сгоревшую рабочую смесь и качественнее очищать ВГ. Для двигателей грузовых автомобилей, автобусов, сельскохозяйственной техники для решения вопроса очистки выхлопных газов было предложено два варианта: первый — внедрение системы рециркуляции выхлопных газов EGR (Exhaust Gas Recirculation). Суть заключается в том, что часть ВГ после охлаждения снова поступает к впускному коллектору, где смешивается с воздухом и поступает в цилиндр двигателя. Это позволяет проводить сжигание при низких температурах, что, в свою очередь, уменьшает содержание оксида азота, повышенное содержание которого вызывает высокая температура в камере сгорания. Но одновременно образуются частицы сажи, для улавливания которых нужно применять сажевый фильтр. Второй вариант — технология очистки ВГ благодаря системе выборочной каталитической нейтрализации SCR (Selective Catalytic Reduction). Технология SCR предусматривает использование специального раствора AdBlue на основе дистиллированной воды и мочевины, который впрыскивается в выхлопные газы перед тем, как они будут проходить каталитический нейтрализатор. После реакции в катализаторе оксиды азота разлагаются, и на выходе мы получаем безвреден азотный газ и водяные пары. Для достижения норм «Евро-4» объем внесения раствора AdBlue составляет 3-4% объема топлива, а для достижения требований «Евро-5» — примерно 5-7%. Управление системой происходит с помощью электроники, которая контролирует токсичность ОГ, их температуру, режим работы двигателя, вычисляя для этого нужное количество реагента. Использование той или иной технологии имеет свои преимущества и недостатки: так, для технологии SCR — это дополнительное применение еще ​​одного расходного материала , поэтому на борту необходимо иметь еще один бак для него. Кроме того, даже в ЕС инфраструктура заправки AdBlue еще недостаточно развита. В технологии EGR проблем с использованием дополнительной вещества нет, однако для охлаждения и повторного подачи части ВГ нужно затратить определенную мощность, которую следует отобрать у двигателя. Также на двигателях, работающих с системой EGR, нужно применять топливо высшего качества.    С первого января 2014 г. в ЕС будет действовать новый стандарт — «Евро-6». Сертификат «Евро-6» предусматривает уменьшить выбросы углекислого газа до 120 г / км. Производители двигателей отмечают, что для достижения новой нормы на двигателях, возможно, будут использовать системы как EGR, так и SCR или EGR + SCR, а также применять сажевыми фильтрами. Совершенствование систем по уменьшению токсичности ВГ еще не дает гарантии того, что их токсичность отвечать установленным нормам. Для получения высоких результатов по снижению токсичности ВГ нужно параллельно повышать требования к качеству топлива и само качество топлива. В Европе созданы стандарты для автомобильного бензина — EN 228 и дизельного топлива — EN 590. Первые редакции этих стандартов были приняты 1993 г. и обеспечили выполнение норм токсичности «Евро-1». И практически каждый раз, с принятием очередной нормы, также повышали требования к топливам. В частности, с 1996 г. действовал стандарт качества автомобильного бензина — EN 228:04 («Евро-2»), в 2000 г. введен стандарт EN 228:99 («Евро-3»), а с 2005 г. вступил в силу EN 228:04 («Евро-4»). Требования к качеству дизельного топлива: 1996 г. — EN 590:96 («Евро-2»), 2000 г. — EN 590:99 («Евро-3»), 2005 г. — EN 590:04 («Евро- 4 »).    В Украине новые экологические правила — нормы «Евро-2» — вступили в силу с 2006г.

Нормы эмиссии вв автомобильных двигателей достигнутые ммз результаты

Таблица

Уровень норм	Выбросы вредных веществ, г/кВт*ч				Дымность ОГ, %/м-1	Срок действия
	NOx	СО	НС	РТ		РБ	РФ	Западная Европа
ЕВРО-2	7	4	1,1	0,15		с 2002г.	с 2005	с 1996г.
ЕВРО-3	5	2,1	0,66	0,1	29**/0,8	+	с 01.01.2008г.	с 2002г.
ЕВРО-4	3,5	1,5	0,46	0,02	19,5**/0,5	с 01.01.2006г.	с 01.01.2010г.	с 2005г.
ЕВРО-5	2	1,5	0,46	0,02	19,5**/0,5	с 01.10.2008г.	с 2014г.	с 01.10.2008г.
ЕВРО-6	0,4	1,5	0,13	0,01	6,3**/0,15	Н.д.	Н.д.	2013

Примечания: * - по Правилам ЕЭК ООН № 24-03 в зависимости от Vh и частоты (числитель – максимальная по скоростной характеристике, знаменатель – на режиме свободного ускорения);

** - нормы дымности по циклу ELR (Правила ЕЭК ООН № 49-03);

+ - если ТЗ разработано до 01.01.2006г., то разрешается выпуск дизелей, соответствующих нормам ЕВРО-3 (неофициальное разъяснение Госстстандарта РБ).

Нормы по токсичности ог для автомобильной техники (Евро)

Таблица

Нормы Евро	Нормируемые компоненты (г/кВт∙ч)				Принятие в ЕС
	СО	СН	NOx	РМ (твердые частицы)
1	4,5	1,1	8	0,36		1992
2	4	1,1	7	0,15		1996
3	2,1	0,66	5	0,1		2000
4	1,5	0,46	3,5	0,02		2005
5	1,5	0,46	2	0,02		2008
6	1,5	0,13	0,4	0,01		2013

 

О Tier и Stage коротко.

Первые законы о защите окружающей среды были разработаны и введены в США. Федеральные стандарты Tier 1 для дизельных двигателей новых внедорожных машин были приняты в 1994 году, они начали поэтапно внедрятся с 1996 года, а уже в 1998 году было решено вводить также поэтапно, в течение 2000...2008 г., значительно более жёсткие нормы Tier 2 и Tier 3. В мае 2004 года Управление по защите окружающей среды США (EPA) утвердило нормы Tier 4, которые, начиная с 2008 года поэтапно вводятся, вплоть до 2015 года. Нормы Tier 4 значительно жёстче предыдущих стандартов. Например, уровень содержания сажи и оксида азота NOx снижен на 90% по сравнению с аналогичными  параметрами, установленными для Tier 3. Для достижения норм Tier 4, считают специалисты, с одной стороны необходимо внедрение усовершенствованных технологий управления двигателем, в т.ч. и управления процессами нейтрализации отработавших газов (ОГ). С другой стороны, такие высокие показатели очистки невозможно получить, не снизив уровень определённых примесей в топливе внедорожных машин. С этой целью EPA предложило предприятиям нефтеперерабатывающей промышленности снизить допустимый уровень содержания серы в топливе, т.к. только при использовании  топлива с малым содержанием серы возможна эффективная работа сажевых фильтров и веществ, абсорбирующих из ОГ оксид азота NOx.

В Европе первые законодательные нормы, ограничивающие токсичность ОГ внедорожных самоходных машин были приняты в 1998 году. Введение норм было решено проводить также как и в США, поэтапно. Первый  уровень требований, Stage I, начал действовать в 1999 году, а второй уровень, Stage II, внедрялся на протяжении 2001...2004 гг.

В октябре 2003 года Европарламентом были приняты нормы Stage III, внедрение которых происходит с 2006 года и должно окончательно закончиться в 2013 г. Предлагаемые нормы Stage III/IV были опубликованы Европейской комиссией ещё в декабре 2002 года. Окончательное введение в странах Евросоюза норм Stage IV намечено на 2014 год.

Законодатели стран Евросоюза, Японии, США работают в тесном контакте при разработке стандартов токсичности ОГ двигателей, т.к. планируется, что эти стандарты будут действовать в общемировом масштабе. Так, европейские нормы Stage I/II были частично приведены в соответствие со стандартами США Tier 1/2, а нормы Stage III/ IV гармонизированы со стандартами Tier 3/4.

В целях повышения качества топлива, в соответствии с Директивой 2003/17/ЕС, в странах Евросоюза с 2009 г. продаётся дизельное топливо для внедорожных самоходных машин, практически не содержащее серы, т.е с концентрацией 0,001% или 10 частей на 1 млн.

Нормы эмиссии ВВ тракторных двигателей (Директивы 98/67/ЕС, 2000/25/ЕС,Правила ЕЭК ООН № 96) и достигнутые ММЗ результаты

Stage II

Таблица

Мощность нетто, kW	Выбросы вредных веществ, g/kWh									Дата введения норм		Когда достигнуты		Конечная дата получения ОУ по Stage I
	CO		HC		NOx		PT
	Норма	Факт.	Норма	Факт.	Норма	Факт.	Норма	Факт.
130 P≤560	3,5	0,8	1	0,3	6	5,82	0,2	0,177	2001.12.31		2003.04		2000.12.31
75≤P 130	5	0,8	1	0,48	6	5,15	0,3	0,178	2002.12.31		2003.04		2001.12.31
37≤P<75	5	0,85	1,3	0,63	7	5,8	0,4	0,205	2003.12.31		2003.04		2002.12.31
18≤P<37	5,5	-	1,5	-	8	-	0,8	-	2000.12.31		-		1999.12.31

Примечание: испытания проводятся по циклу NRSC (на стационарных режимах).